脳内局所温度変化による認知・行動調整機構の解明

本研究課題は、脳内情報処理の過程で、局所脳温度が認知・行動の調整にどのような貢献をしているのかを解明することを目標としている。特に、体性感覚の情報処理に焦点を当て、体性感覚刺激に対する大脳皮質の応答が、局所脳温度にどのような影響を受けるのかを検討した。大脳皮質の体性感覚野近傍の温度を制御し、様々な局所脳温度において、前肢に与えた電気刺激に対して生じた体性感覚誘発電位(Somatosensory evoked potential; SEP)を計測した。生理的温度から脳温度を低下させるとSEPの大きさは増大し、27.5℃程度をピークにSEPの大きさは減少した。一方、GABA(A)受容体のアンタゴニストであるギャバジン（10μM）を投与しSEP計測実験を行ったところ、SEPの大きさ自体は大きくなったが、27.5℃以上で観察された脳温度とSEPの大きさの負の相関関係は消失した。さらに、生理的温度近傍において、ギャバジンの濃度を変えてSEP計測実験を行ったところ、コントロール条件（0μM）で観察された負の傾きは、1μMでは緩くなり（傾きの絶対値が小さくなり）、10μMでは有意な傾きは観察されなかった。これらの結果は、脳温度低下によるSEPの増大現象に、GABAによる抑制性入力が貢献していることを示唆している。また、このような負の関係性は27.5℃程度まで観察されたが、我々のこれまでの結果から、前頭皮質においてはより低い温度まで負の相関関係が観察された（～17℃）。このことから、大脳皮質の領域間における抑制性入力の貢献度の相違を反映している可能性が推察され、局所回路の構成に応じて温度依存性が形成される可能性が示唆された。

本研究課題は、脳内情報処理の過程で、局所脳温度が認知・行動の調整にどのような貢献をしているのかを解明することを目標としている。特に、体性感覚の情報処理に焦点を当て、体性感覚刺激に対する大脳皮質の応答が、局所脳温度にどのような影響を受けるのかを検討した。大脳皮質の体性感覚野近傍の温度を制御し、様々な局所脳温度において、前肢に与えた電気刺激に対して生じた体性感覚誘発電位(Somatosensory evoked potential; SEP)を計測した。生理的温度から脳温度を低下させるとSEPの大きさは増大し、27.5℃程度をピークにSEPの大きさは減少した。一方、GABA(A)受容体のアンタゴニストであるギャバジン（10μM）を投与しSEP計測実験を行ったところ、SEPの大きさ自体は大きくなったが、27.5℃以上で観察された脳温度とSEPの大きさの負の相関関係は消失した。さらに、生理的温度近傍において、ギャバジンの濃度を変えてSEP計測実験を行ったところ、コントロール条件（0μM）で観察された負の傾きは、1μMでは緩くなり（傾きの絶対値が小さくなり）、10μMでは有意な傾きは観察されなかった。これらの結果は、脳温度低下によるSEPの増大現象に、GABAによる抑制性入力が貢献していることを示唆している。また、このような負の関係性は27.5℃程度まで観察されたが、我々のこれまでの結果から、前頭皮質においてはより低い温度まで負の相関関係が観察された（～17℃）。このことから、大脳皮質の領域間における抑制性入力の貢献度の相違を反映している可能性が推察され、局所回路の構成に応じて温度依存性が形成される可能性が示唆された。